SE456820B

SE456820B - DEVICE ON TELESCOPE ARMS

Info

Publication number: SE456820B
Application number: SE8401367A
Authority: SE
Inventors: S O Runesson
Original assignee: Oesa Ab
Priority date: 1984-03-12
Filing date: 1984-03-12
Publication date: 1988-11-07
Also published as: FI850954L; NO163686B; SE8401367D0; FI850954A0; DE3508604A1; NO850954L; FI82919B; FR2560864A1; SE8401367L; AU3977385A; AU566061B2; FI82919C; NO163686C; DE3508604C2; ATA69685A; AT398067B

Description

456 820. 10 15 20 25 30 35 Föreliggande uppfinning avser en lösning på bl. a. 2 vet på vridstyvhet, i vilket fall glapp mellan teleskopstegen måste begränsas såväl radiellt som axiellt. Vidare blir i ut- sträckt läge den överlappande lagringslängden mellan teleskop- delarna påtagligt kort och då uppstår ofta stora problem med att övervinna rådande lägesfriktion hos ifrågakommande glid- lagringar. Detta förhållande ger sig i synnerhet till känna när precisionskörning erfordras utan att ryckighet i rörelsen uppkommer. På grund av svårighet att finna lösningar till vridmomentupptagande lagringar för cirkulära teleskopdelar, vilka i förhållande till vikten ger bästa vridmotståndet, har hittintills teleskopdelar med rektangulärt eller kvadratiskt tvärsnitt med glidlagring kommit till användning. ovannämnda problem. Med användande av en speciell kombination av rull- och glidlager löser föreliggande uppfinning de lagrings-, glapp- och friktionsproblem som tidigare förelegat och då i synnerhet i samband med cirkulära teleskopdelar. Enligt ett utförande av uppfinningen är en av teleskopdelarna utformad med minst två diametralt motstående rännformiga banor. En andra teleskopdel är försedd med löporgan för samverkan med nämnda rännformiga banor. Nämnda andra teleskopdel är även försedd med glidlagringar anordnade att i sin tur samverka med ytor i de rännformiga banorna väsentligen i rät vinkel mot de med vilka löporganen samverkar. Användes en på detta sätt utformad teleskoparm såsom lyftarm är det lämpligt att belasta den i sådan riktning att de i förhållande till armens längdriktning sidoriktade lyftkrafterna upptages av löporga- nen under det att andra förekommande sidoriktade krafter upp- tages av glidlagringarna. En fördelaktig lagrings- och frik- tionsfördelning erhålls. 456 820. The present invention relates to a solution of e.g. a. 2 know of torsional rigidity, in which case the gap between the telescopic steps must be limited both radially and axially. Furthermore, in the extended position, the overlapping storage length between the telescopic parts becomes noticeably short, and then major problems often arise in overcoming the prevailing position friction of the sliding bearings in question. This condition is especially noticeable when precision driving is required without jerking in the movement. Due to the difficulty of finding solutions for torque-absorbing bearings for circular telescopic parts, which in relation to the weight provide the best rotational resistance, telescopic parts with a rectangular or square cross-section with sliding bearing have hitherto been used. the above problems. Using a special combination of roller and sliding bearings, the present invention solves the storage, play and friction problems that previously existed, and then in particular in connection with circular telescopic parts. According to an embodiment of the invention, one of the telescopic parts is formed with at least two diametrically opposite gutter-shaped paths. A second telescopic part is provided with running means for co-operation with said gutter-shaped paths. Said second telescopic part is also provided with sliding bearings arranged to in turn cooperate with surfaces in the gutter-shaped paths substantially at right angles to those with which the running means cooperate. If a telescopic arm designed in this way is used as a lifting arm, it is suitable to load it in such a direction that the lateral lifting forces relative to the longitudinal direction of the arm are absorbed by the running means while other existing lateral forces are absorbed by the sliding bearings. An advantageous storage and friction distribution is obtained.

Det kännetecknande för föreliggande uppfinning framgår av efterföljande patentkrav. ' Utföringsformer av uppfinningen skall närmare beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar. 10 15 20 25 30 35 456 820 3 Figur 1 visar en teleskoparm delvis i sektion och sedd från två i förhållande till varandra vinkelräta riktningar.The features of the present invention appear from the appended claims. Embodiments of the invention will be further described with reference to the accompanying drawings. 10 15 20 25 30 35 456 820 3 Figure 1 shows a telescopic arm partly in section and seen from two directions perpendicular to each other.

Figur 2 visar i förstorad skala på med figur 1 ekvivalent sätt de i sistnämnda figur antydda lagringarna.Figure 2 shows on an enlarged scale in a manner equivalent to Figure 1 the bearings indicated in the latter figure.

Figur 3 är en tvärsektion genom teleskoparmen i ett hopskju- tet läge.Figure 3 is a cross section through the telescopic arm in a collapsed position.

Figur 4 visar liksom figur 3 en tvärsektion genom en tele- skoparm i hopskjutet läge, vid vilken tre lagringsskenor förekommer vinkelmässigt fördelade 120° i förhållande till varandra.Figure 4 shows, like figure 3, a cross section through a telescopic arm in a collapsed position, in which three storage rails are angularly distributed 120 ° in relation to each other.

Figur 5 visar delvis i sektion två olika arbetslägen hos teleskoparmen försedd med teleskoprörelsestyrning.Figure 5 shows partly in section two different operating positions of the telescopic arm provided with telescopic motion control.

Figur 6 visar anordnandet av krafttillförselledningar i tele- skopsystemet ävenledes i två olika arbetslägen för teleskop- armen.Figure 6 shows the arrangement of power supply lines in the telescopic system also in two different operating positions for the telescopic arm.

Den visade teleskoparmen 1 består av tre med varandra tele- skopiskt förskjutbara rörformiga delar 2,3 och 4 med cirkulär tvärsektion. Ytterröret 2 är anordnat att omsluta mellanröret 3 som i sin tur är anordnat att omsluta innerröret 4. Mellan- röret 3 är uppbyggt av två rörhalvor 3a,3b med var sin mot- stående kant 3c svetsade till två I-balkliknande skenor 5 vardera bildande två rännor 5a,5b vända inåt respektive utåt i det sålunda uppbyggda mellanröret, se figur 3. Pà liknande sätt är vid ändpartierna av ytter- respektive innerröret i slitsar 2a,4a anbragta ytterligare skenor 6 respektive 7.The telescopic arm 1 shown consists of three mutually telescopically displaceable tubular parts 2, 3 and 4 with a circular cross section. The outer tube 2 is arranged to enclose the intermediate tube 3 which in turn is arranged to enclose the inner tube 4. The intermediate tube 3 is built up of two tube halves 3a, 3b with each opposite edge 3c welded to two I-beam-like rails 5 each forming two gutters 5a, 5b face inwards and outwards in the intermediate pipe thus constructed, see figure 3. In a similar manner, additional rails 6 and 7, respectively, are arranged at the end portions of the outer and inner pipe, respectively.

Sistnämnda skenor sträcker sig endast ett för styrlagring erforderligt stycke från de mot varandra vända ändarna av ytterröret 2 respektive innerröret 4.The latter rails extend only a piece required for guide storage from the facing ends of the outer tube 2 and the inner tube 4, respectively.

I skenorna 6 är hål 6a upptagna för lagertappar 8, vilka med låspassning är fästade i hålen. På tapparnas 8 fria ändar 9 är rullar 10 roterbart lagrade så att rullarnas 10 periferi 456 10 15 20 25 30 35 8 4 10a ligger snävt inpassade i rullande kontakt med u-rännor- nas 5 flänsar Sc, se bl.a. figur 3. Rullarna 10 är axiellt fixerade medelst skruvar 11 via brickor 12 som samtidigt bildar glidlagerstyrning med å ena sidan ytterröret 2 och mellanrörets 3 utåtvända rännor och å andra sidan innerröret 4 och mellanrörets inåtvända rännor 5, så att glidlagringarna samverkar med ytor 5d i de rännformiga banorna 5a,5b väsent- ligen i rät vinkel mot de ytor 5c med vilka löporganen 10 samverkar.Holes 6a are accommodated in the rails 6 for bearing pins 8, which are fastened in the holes with a locking fit. On the free ends 9 of the pins 8, rollers 10 are rotatably mounted so that the periphery of the rollers 10 456 10 15 20 25 30 35 8 4 10a is closely fitted in rolling contact with the flanges Sc of the u-gutters 5, see e.g. figure 3. The rollers 10 are axially fixed by means of screws 11 via washers 12 which simultaneously form plain bearing guide with on the one hand the outer tube 2 and the outer tube 3 of the intermediate tube 3 and on the other hand the inner tube 4 and the inner tube 5 of the intermediate tube so that the sliding bearings cooperate gutter-shaped paths 5a, 5b substantially at right angles to the surfaces 5c with which the running means 10 cooperate.

Den beskrivna utföringsformen kan företrädesvis användas som kranarm. Härvid orienteras armen relativt lyftkrafterna så att vertikala pà kranen sidoriktade krafter upptages via rul- larna l0 genom rullfriktion medan andra sidokrafter, dvs. krafter riktade väsentligen i rät vinkel mot lyftkrafterna upptages genom glidfriktion via glidlagerbrickorna 12 vid teleskopdelarnas 2,3,4 rörelse i förhållande till varandra.The described embodiment can preferably be used as a crane arm. In this case, the arm is oriented relative to the lifting forces so that vertical lateral forces on the crane are absorbed via the rollers 10 by roller friction, while other lateral forces, ie. forces directed substantially at right angles to the lifting forces are absorbed by sliding friction via the sliding bearing washers 12 during the movement of the telescopic parts 2,3,4 relative to each other.

Det må i sammanhanget framhållas att i förhållande till lyft- krafterna sidoriktade krafter i allmänhet är relativt sett små men det är ändå väsentligt att dessa upptages på sådant sätt att fastsättning av teleskopdelarna i förhållande till varandra icke uppkommer. Glidlagerbrickorna 12 kan även vara så infästade att de i viss utsträckning är rörliga för anpas- sad anslutning till ifràgakommande glidlagringsbana 5.In this context, it must be emphasized that in relation to the lifting forces lateral forces are generally relatively small, but it is nevertheless essential that these are absorbed in such a way that fixing of the telescopic parts in relation to each other does not occur. The plain bearing washers 12 can also be so attached that they are to some extent movable for adapted connection to the plain bearing path 5 in question.

Såsom visat i figur 4 kan istället för två diametralt anord- nade rullager och glidlagringssystem tre dylika vara anord- nade vinkelfördelade med l20° i förhållande till varandra och parallellt anordnade längs mellanröret 3. Genom detta arrangemang tar rullarna ävensom glidlagringarna effektivt upp alla böjbelastningar i vilken riktning de än må åsättas -teleskoparmen 1. Brickornas 12 glidlagerfunktion blir i detta exempel endast av underordnad betydelse och brickornas huvud- sakliga funktion blir följaktligen att hålla rullarna 10 axi- ellt fixerade på tapparnas 8 fria ändar 9. Delarna är dock helt ovridbart förbundna med varandra och konstruktionen blir formstyv. 10 15 20 25 30 35 456 820 5 För att ernå en likformig teleskopisk förskjutning av tele- skopdelarna 2,3,4 inbördes i förhållande till varandra kan såsom framgår av figur 5 en styrning med hjälp av en rull- kedja 13 vara anordnad. Såsom framgår av figuren är vid det maximalt utskjutna läget rullkedjans 13 ena ände 13a förank- rad i en konsol 14 vid innerrörets 4 ena sida omedelbart utanför mellanrörets 3 yttre ände. Rullkedjan 13 löper som synes därefter i det fria utrymme 25 som föreligger mellan innerröret 4 och mellanröret 3. Vid mellanrörets 3 andra ände är ett brythjul 15 roterbart lagrat i en konsol 16 som är fast förankrad i nämnda ände av mellanrörets 3. Rullkedjan 13 löper runt brythjulet 15 och fortsätter sedan i det fria ut- rymmet 26 mellan ytterröret 2 och mellanröret 3. Vid ett fäste 17 vid ytterrörets 2 ände är rullkedjan 13 oförskjut- bart infästad. Kedjan löper härefter fritt fram till ett brythjul 18 som är roterbart lagrat vid mellanrörets 3 fria ände. Rullkedjan 13 löper härvid runt brythjulet 18 för att slutligen med sin andra ände 13b vara fast förankrad i en konsol 19 fästad vid innerrörets 4 relativt konsolen 14 diametralt motsatta sida. vid betraktande av de olika delarnas inbördes relativrörelser kan konstateras att när innerröret 4 förskjutes inåt drar konsolen 19 med sig rullkedjan 13 via brythjulet 18. Härvid drar rullkedjan 13 via fästet 17 med sig ytterröret 2 inåt så att ytterröret 2 och innerröret 4 tvàngsstyrt möts med samma hastighet. Omvänt när teleskoparmen skall dras ut igen drar konsolen 14 med sig rullkedjan 13 via brythjulet och därvid drar rullkedjan 13 via fästet 17 ut ytterarmen 2 i samma takt som innerröret 4 rör sig i motsatt riktning. Som kraft att bringa teleskopdelarna 2,3,4 i rörelse användes en hydraul- cylinder (icke visad) mellan två av teleskopdelarna, varvid det tredje följer med tvångsstyrt av rullkedjearrangemanget.As shown in Figure 4, instead of two diametrically arranged roller bearings and plain bearing systems, three such can be arranged angularly distributed at 120 ° relative to each other and arranged parallel along the intermediate tube 3. Through this arrangement the rollers as well as the plain bearings effectively take up all bending loads in which direction in which case the sliding bearing function of the washers 12 becomes only of secondary importance in this example and the main function of the washers is consequently to keep the rollers 10 axially fixed on the free ends 9 of the pins 8. However, the parts are completely inextricably connected to each other and the construction becomes rigid. 10 15 20 25 30 35 456 820 5 In order to achieve a uniform telescopic displacement of the telescopic parts 2,3,4 relative to each other, as shown in Figure 5, a guide by means of a roller chain 13 can be arranged. As can be seen from the figure, at the maximally extended position one end 13a of the roller chain 13 is anchored in a bracket 14 at one side of the inner tube 4 immediately outside the outer end of the intermediate tube 3. The roller chain 13 runs as seen thereafter in the free space 25 which exists between the inner tube 4 and the intermediate tube 3. At the other end of the intermediate tube 3, a break wheel 15 is rotatably mounted in a bracket 16 which is firmly anchored in said end of the intermediate tube 3. The roller chain 13 runs around the breaking wheel 15 and then continues in the free space 26 between the outer tube 2 and the intermediate tube 3. At a bracket 17 at the end of the outer tube 2, the roller chain 13 is non-displaceably attached. The chain then runs freely up to a break wheel 18 which is rotatably mounted at the free end of the intermediate tube 3. The roller chain 13 then runs around the breaking wheel 18 to finally with its other end 13b be firmly anchored in a bracket 19 attached to the diametrically opposite side of the inner tube 4 relative to the bracket 14. when considering the relative relative movements of the different parts it can be stated that when the inner tube 4 is displaced inwards the bracket 19 pulls the roller chain 13 via the break wheel 18. Hereby the roller chain 13 pulls the outer tube 2 inwards via the bracket 17 so that the outer tube 2 and the inner tube 4 meet speed. Conversely, when the telescopic arm is to be pulled out again, the bracket 14 pulls the roller chain 13 via the breaking wheel and thereby the roller chain 13 pulls out the outer arm 2 via the bracket 17 at the same rate as the inner tube 4 moves in the opposite direction. As a force for moving the telescopic parts 2,3,4, a hydraulic cylinder (not shown) is used between two of the telescopic parts, the third being forcibly guided by the roller chain arrangement.

Som styrorgan kan i stället för rullkedja även en wire eller likande användas.As a guide means, instead of a roller chain, a wire or the like can also be used.

För att överföra t.ex. hydraulkraft via ledningar från tele- skoparmens ena ände till den andra kan ett system enligt 456 10 15 20 25 30 35 8 6 figur 6 utnyttjas. Från en hydraulkälla "A" löper ett eller flera hydraulrör 20 fram till en koppling 21 fäst vid ytter- rörets 2 ände dvs. till punkten 17 enligt figur 5. Från kopp- lingen 21 löper sedan hydraulslangar 22 genom det fria utrym- met mellan ytterröret 2 och mellanröret 3 i rullkedjans bana för att sedan löpa runt det tidigare beskrivna brythjulet 15 och vidare fram till en koppling 23 på innerörets 4 under- sida. Därifrån fortsätter ett hydraulrör 24 fram t.ex. till en hydraulisk arbetsmaskin vid "B".To transfer e.g. hydraulic power via lines from one end of the telescopic arm to the other, a system according to 456 10 15 20 25 30 35 8 6 figure 6 can be used. From a hydraulic source "A" one or more hydraulic pipes 20 run up to a coupling 21 attached to the end of the outer pipe 2, ie. to the point 17 according to figure 5. From the coupling 21 hydraulic hoses 22 then run through the free space between the outer tube 2 and the intermediate tube 3 in the path of the roller chain and then run around the previously described breaker wheel 15 and further to a coupling 23 on the inner tube. 4 underside. From there a hydraulic pipe 24 continues forward e.g. to a hydraulic machine at "B".

Teleskopdelarna 2,3,4 är enligt tidigare beskrivning tvångs- styrda i förhållande till varandra. Det medför att när mellan- röret 3 rör sig in i ytterröret 2, bringas brythjulet 15 att förflytta sig och hålla hydraulledningarna 22 sträckta led- ningsändarna vid kopplingen 23 rör sig inåt med brythjulets 15 dubbla hastighet. Även pneumatiska ledningar och elkablar kan tänkas vara anordnade på ekvivalent sätt. Elkablar kan vara anordnade parallellt med hydraulledningar för att exem- pelvis tjäna som manöverkablar till elstyrda hydraulventíler.According to the previous description, the telescopic parts 2,3,4 are forcibly controlled in relation to each other. This means that when the intermediate tube 3 moves into the outer tube 2, the break wheel 15 is caused to move and hold the hydraulic lines 22 stretched lead ends at the coupling 23 move inwards at twice the speed of the break wheel 15. Pneumatic wires and electrical cables can also be arranged in an equivalent manner. Electrical cables can be arranged in parallel with hydraulic lines to serve, for example, as control cables for electrically controlled hydraulic valves.

Förutom visat exempel pà tre teleskopdelar kan ett större an- tal dylika vid behov användas, eftersom risk för besvärande glapp eller friktionsmotstànd ej föreligger vid utnyttjande av uppfinningens lösning till lagring.In addition to the examples shown of three telescopic parts, a larger number of such can be used if necessary, since there is no risk of troublesome play or frictional resistance when using the solution of the invention for storage.

Uppfinningen är ej begränsad till det visade utförandet av rullstyrning i gejdrar. Sålunda kan olika system av tidigare kända utföranden vid bl.a. kul- och rullager komma till an- vändning även här, fast då i rakt gejderutförande enligt upp- finningstanken.The invention is not limited to the illustrated embodiment of roller guide in guides. Thus, various systems of previously known embodiments in e.g. ball and roller bearings come into use here as well, but then in a straight guide design according to the inventive concept.

Istället för visad cirkulär armsektion kan armsektionen vara oval, trekantig, fyrkantig eller månghörning i olika utform- ningar.Instead of the circular arm section shown, the arm section can be oval, triangular, square or polygon in different designs.

Claims

10 15 20 25 30 456 820 PATENT CLAIMS

Device for absorbing torsional loads at telescopic arms in relation to its longitudinal direction, in particular in connection with movements where only small distortion tolerances may occur, comprising at least two parts which are telescopically displaceable relative to each other, part of which (3) is designed with at least two opposite gutter-shaped paths (Sa) and a second part (4) are provided with running means (10) for co-operation with said paths, characterized in that the parts have a substantially circular cross-section, that at least one of the the slidable parts (L3,4) consist of two or more sub-sections (3a, 3b), which are connected to each other via the gutter-shaped paths (Sa) or via rails, which support said running means, for forming the part alternatively the parts and that said second part is also provided with sliding bearings (12) arranged to cooperate with surfaces (Sd) in the gutter-shaped paths (5a) substantially at right angles to the surfaces (5c) with which the running means (10) interact.

Device according to claim 1, characterized in that the gutter-shaped paths (Sa) are arranged on diametrically opposite sides of the relevant part (3) and that the cooperating running and sliding storage means (10, 12) are arranged in connection therewith. .

Device according to claim 1, characterized in that the gutter-shaped paths (Sa) are three or more in number and are arranged distributed (figure 4) in connection with the geometry of the telescopic parts, wherein cooperating running and sliding storage means are arranged in accordance hence. 456 820 10 15 20 25 30 35 få

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the running means are constituted by free-running mounted rollers (10) arranged to co-operate with either opposite surfaces (5c) in the gutter-shaped paths (Sa), the sliding bearings being formed by plates ( 12) arranged to slide along the gutter bottom surface (Sd) of the respective gutter-shaped path (Sa).

Device according to claim 4, characterized in that the rollers (10) are mounted on pins (11) and that said plates (12) are arranged on the ends of the pins (11).

Device according to claim 5, characterized in that said plates (12) are designed so that on the one hand they form stops for cooperating roller (10) and on the other hand have a design suitable for connection to the web in question.

Device according to claim 4, 5 or 6, characterized in that one or more of said plates (12) have a to some extent movable attachment for adapted connection to the sliding bearing path (5) in question.

Device according to one of the preceding claims, in which the telescopic arm consists of three telescopically displaceable parts, an outer part, an intermediate part and an inner part, formed with gutter-shaped paths (Sa, Sb) on both of their features: the intermediate part (3) is outer as well as inner sides, the outer part (2) on the inside being provided with running and sliding bearing means (10, 12) cooperating with the paths (Sb) existing on the outside of the intermediate part (3), and wherein the inner the part (4) on the outside is provided with running and sliding storage means (10, 12) cooperating with the tracks (5a) located on the inside of the intermediate part (3). °

Device according to claim 8, characterized in that said webs (5) have an I-beam-like design, wherein the flanges form roller tracks for the running means (10) and the body portion of sliding tracks for said plates (12). 10 456 820 4

Device according to one of Claims 4 to 7, characterized in that the rollers serving as running means are mounted in pins (9) which are fastened in rails (7) which are fixedly arranged in slot-shaped recesses in the ends of the respective interiors. - and outer part (2, 4).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the telescopically displaceable parts (2,3,4) are constituted by tubes with a round shape or another cross-sectional shape.